En vej til ZnSe-kvanteledninger af høj kvalitet

Endimensionelle halvleder nanotråde med stærk kvanteindeslutningseffekt - kvantetråde (QW'er) - er af stor interesse for anvendelser inden for avanceret optoelektronik og fotokemiske konverteringer. Ud over de avancerede Cd-holdige, har ZnSe QW'er, som en repræsentativ tungmetalfri halvleder, vist det største potentiale for næste generations miljøvenlige applikationer.

Desværre er ZnSe nanotråde, der er produceret indtil videre, stort set begrænset til det stærke kvanteindeslutningsregime med absorption af næsten violet lys eller til bulkregimet med umærkelige excitonegenskaber. Samtidige, on-demand og højpræcisionsmanipulationer på deres radiale og aksiale størrelser – der tillader stærk kvanteindeslutning i blåt lys-området – har hidtil været udfordrende, hvilket væsentligt hæmmer deres videre anvendelse.

I en ny artikel offentliggjort i National Science Review , har et forskerhold ledet af professor YU Shuhong ved University of Science and Technology of China (USTC) rapporteret on-demand syntese af højkvalitets, blåt lys-aktive ZnSe QW'er ved at udvikle en fleksibel syntetisk tilgang - en to-trins katalytisk vækststrategi, der muliggør uafhængige, højpræcisions- og vidtrækkende kontroller over diameteren og længden af ​​ZnSe QW'er. På denne måde slår de bro mellem tidligere ZnSe QW'er i magisk størrelse og bulk-lignende ZnSe nanotråde.

Forskerne fandt ud af, at en ny epitaksial orientering mellem katalysatorspidserne i kubisk fase og wurtzite ZnSe QW'er kinetisk favoriserer dannelsen af ​​ultratynde, stablingsfejlfri QW'er. Den stærke kvanteindeslutning, højgradsstørrelseskontrol og fraværet af blandede faser fører tilsammen til deres veldefinerede, ultrasnævre excitoniske absorption i blålysområdet med fuld bredde ved halv maksimum (FWHM) på under 13 nm. Efter overfladethiolpassivering eliminerede de yderligere overfladeelektronfælderne i disse ZnSe QW'er, hvilket resulterede i langlivede ladningsbærere og højeffektiv sol-til-H₂ konvertering.

Den to-trins katalyserede vækststrategi menes at være generel for en række kolloide nanotråde. Adgangen til disse højkvalitets nanotråde vil således tilbyde et alsidigt materialebibliotek til tungmetalfri anvendelser i solbrændstoffer og optoelektronik i fremtiden. + Udforsk yderligere

To-foton absorption og stimuleret emission i polykrystallinsk zinkselenid med femtosekund laser excitation